Scontro Frontale tra Giove Fanciullo e un Pianeta Nascente

Scontro Frontale tra Giove Fanciullo e un Pianeta Nascente

Secondo un nuovo studio pubblicato su Nature, un massiccio pianeta ancora in formazione è precipitato addosso a Giove 4,5 miliardi di anni fa, nel Sistema Solare primordiale. I ricercatori hanno ricostruito la dinamica del titanico scontro sulla base di dati sorprendenti acquisiti dalla sonda Juno della NASA.

Gli astronomi della Rice University e della Sun Yat-sen University cinese ritengono che un simile scenario devastante possa spiegare rilevazioni gravitazionali piuttosto misteriose, in base alla quali il nucleo di Giove sarebbe meno denso e più esteso del previsto. “È un mistero e suggerisce che sia avvenuto qualcosa che ha smosso il nucleo. Ed ecco che entra in scena l’impatto gigante”, spiega Andrea Isella, coautore dello studio. Le teorie della formazione planetaria suggeriscono che Giove abbia avuto origine come un pianeta denso, roccioso o ghiacciato, che in seguito ha acquisito la sua spessa atmosfera dal disco primordiale di gas e polveri che circondava il giovane Sole.

Il team ha realizzato simulazioni a computer, scoprendo che un Giove in rapida crescita potrebbe aver perturbato le orbite di vicini “pianeti embrionali”, protopianeti nelle fasi precoci di formazione. I calcoli hanno incluso stime della probabilità di collisioni in base a vari scenari e distribuzioni di angoli di impatto. In tutti i casi analizzati, il team ha ricavato una probabilità di almeno il 40 percento che Giove abbia inglobato un protopianeta durante i suoi primi milioni di anni di età. Lo scenario della collisione si è rivelato ancor più convincente dopo che il team ha realizzato modelli tridimensionali a computer, mostrando le conseguenze della collisione sul nucleo di Giove. “Dal momento che è denso e arriva con molta energia, l’impattatore agisce come un proiettile, che viaggia attraverso l’atmosfera e colpisce il nucleo frontalmente”, spiega Isella. “Prima dell’impatto si ha un nucleo molto denso, circondato da atmosfera. L’impatto frontale diffonde materiale verso l’esterno, diluendo il nucleo”.

Eventuali impatti di striscio, invece, hanno come risultato che l’oggetto viene intrappolato gravitazionalmente e sprofonda gradualmente nel nucleo di Giove. L’ipotesi di un protopianeta impattante massiccio come la Terra prevede, d’altronde, la sua disintegrazione nella spessa atmosfera gioviana. “L’unico scenario dal quale deriva un profilo di densità del nucleo simile a quello misurato da Juno è un impatto frontale con un pianeta embrionale circa 10 volte più massiccio della Terra”, chiarisce Shang-Fei Liu, coautore dello studio. I calcoli suggeriscono inoltre che il titanico scontro sia avvenuto 4,5 miliardi di anni fa.

Lo studio potrebbe avere implicazioni anche per pianeti al di là del Sistema Solare. “Ci sono osservazioni astronomiche di stelle che potrebbero essere spiegate da questo tipo di evento”, spiega Isella. “È ancora un campo inesplorato e i risultati non sono certi, ma quando alcuni scienziati vanno in cerca di pianeti attorno a stelle distanti, talora osservano emissioni nell’infrarosso che scompaiono dopo pochi anni. Una possibilità è che si stia guardando una stella quando due pianeti rocciosi collidono frontalmente: in questo caso si può creare una nube di polveri che assorbono e ri-emettono la luce stellare. Si osserva un lampo luminoso, perché ora è presente questa nube che emette luce. E dopo qualche tempo, la polvere si dissipa e l’emissione sparisce”.

Nell’immagine rappresentazione artistica di una collisione tra un giovane Giove e un pianeta ancora in formazione nel Sistema Solare primordiale
Illustration by K. Suda & Y. Akimoto/Mabuchi Design Office, courtesy of Astrobiology Center, Japan

http://news.rice.edu/2019/08/14/young-jupiter-was-smacked-head-on-by-massive-newborn-planet/